[理学]模电9.ppt

矩形波、三角波和锯齿波发生电路之间的共性 三种非正弦波发生电路都主要包括两个部分：一个是滞回比较器，另一个是RC充放电回路或积分电路。滞回比较器的输出电压使RC回路充放电或积分电路进行积分；然后，RC充放电回路或积分电路的输出电压又加在滞回比较器的输入端，以控制滞回比较器的跳变时间。 将矩形波积分，可得到三角波；如果在矩形波的正半周和负半周积分时间常数相差悬殊，可得到锯齿波。 三种非正弦波发生电路的振荡周期都与RC充放电回路或积分电路的时间常数成正比；锯齿波的输出幅度与三角波相同（ ）均与UZ成正比。 三、振荡周期 　　电容的充放电规律： 对于放电， 解得： 　　结论：改变充放电回路的时间常数及滞回比较器的电阻，即可改变振荡周期。 t1 t2 t O uC O uO t t3 图 9.5.2 图 9.5.4 　　使电容的充、放电时间常数不同且可调，即可使矩形波发生器的占空比可调。 t O uC uO t O T1 T2 T 充电时间 T1 放电时间 T2 占空比 D 图 9.5.5 四、占空比可调的矩形波发生电路 动画 图 9.5.6 一、电路组成 9.5.2　三角波发生电路 二、工作原理 O uO1 t O uO t 　　当 u+ = u- = 0 时，滞回比较器的输出发生跳变。 图 9.5.7 三、输出幅度和振荡周期 　　解得三角波的输出幅度： 　　当 u+ = u- = 0 时，uO1 由 -UZ跳变， uO 达到最大值 Uom 。代入方程 振荡周期： 　　在uO1 =-UZ进行积分的半个振荡周期内， uO 从-Uom 到Uom 。代入方程： 图 9.5.8 9.5.3　锯齿波发生电路 一、电路组成 O uO1 t O uO t T1 T2 T 　　二、输出幅度和振荡周期 图 9.5.9 动画 * 第九章　波形发生电路 9.1　正弦波振荡电路的分析方法 9.2　RC 正弦波振荡电路 9.3　LC 正弦波振荡电路 9.4　石英晶体振荡器 9.5　非正弦波发生电路 9.1　正弦波振荡电路的分析方法 9.1.1　产生正弦波振荡的条件 ~ 放大电路 反馈网络 　　如果反馈电压 uf 与原输入信号 ui 完全相等，则即使无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信号——自激振荡。 图 9.1.1　反馈放大电路产生自激振荡的条件 由此知放大电路产生自激振荡的条件是： 即： 所以产生正弦波振荡的条件是： ——幅度平衡条件 ——相位平衡条件 与负反馈放大器产生的自激振荡不同之处： 自激振荡器实质上是外加信号等于零时的正反馈放大器； 负反馈中的 是指在 的基础上附加的相移，使其变成了正反馈，而正弦波振荡器中的 是人为地接成了正反馈。 9.1.2　正弦波振荡电路的组成 　　组成： 放大电路 反馈网络 选频网络 稳幅环节 RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器。 分类： 正弦波振荡电路按照组成选频网络的元件分类： 　　一、判断能否产生正弦波振荡 　　1. 检查电路是否具备正弦波振荡的组成部分； 　　2. 检查放大电路的静态工作点是否能保证放大电路正常工作； 　　3. 分析电路是否满足自激振荡的相位平衡条件和幅度平衡条件。 　　判断相位平衡条件的方法是：瞬时极性法。 　　二、估算振荡频率和起振条件 9.1.3　正弦波振荡电路的分析步骤 图 9.2.1 Z1 Z2 取 R1 = R2 = R ， C1 = C2 = C ，令 则： 9.2　RC 正弦波振荡电路 9.2.1　RC 串并联网络的选频特性 　　得 RC 串并联电路的幅频特性为： 相频特性为： 0 ?F 0 1/3 +90o -90o 9.2.2　RC 串并联网络振荡电路 　RC 串并联网络振荡电路 放大电路 —— 集成运放 A ； 选频与正反馈网络 —— R、C 串并联电路； 稳幅环节 —— RF 与 R? 组成的负反馈电路。 一、电路组成 二、振荡频率与起振条件 1. 振荡频率 2. 起振条件 f = f0 时， 由振荡条件知： 所以起振条件为： 同相比例运放的电压放大倍数为 即要求： 三、振荡电路中的负反馈 　　通过RF和R1引入电压串联负反馈，可以提高放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，进一步提高放大电路的输入电阻，降低输出电阻（从而减小放大电路对RC串并联网络选频特性的影响，提高振荡电路带负载能力）。 负反馈系数 　　改变 RF，可增加负反馈深度，并且要同时满足 　　则电路可以起振，并产生比较稳定而失真较小的正弦波信号。